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1、届高三复习北京历届力学实验汇编各区高三物理模拟试题分类汇编 力学实验题一、力学实验 3.1.1 游标卡尺与螺旋测微器的读数21（1）（6分）某同学用游标为20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图所示。由图可读出D=_mm，d=_mm。 21（1）（4分）如图所示，游标卡尺的读数是_mm；螺旋测微器的读数是_mm。3.1.2 研究匀变速直线运动21（2）（12分）某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的匀变速直线运动。实验步骤如下：a安装好实验器材，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上。b接通电源后，让拖着纸带的小车沿斜面向下运动，重复几次。选出一条点

2、迹清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每2个打点间隔取一个计数点，如图乙中0、1、28点所示。c用最小刻度是毫米的刻度尺测量各计数点的刻度数值，分别记作x0、x1、x2x8。d分别计算出打点计时器打下计数点1、2、37时小车的瞬时速度v1、v2、v3v7。e以v为纵坐标、t为横坐标，标出v与对应时间t的坐标点，画出vt图线。乙结合上述实验步骤，请你完成下列任务： 表1记录的是该同学测出计数点的刻度数值，其中x5未测定，请你根据图乙将这个测量值填入表1中。符 号x0x1x2x3x4x5x6x7x8刻度数值/cm01.122.754.867.4914.1918.2722.03表1：

3、 表2记录的是该同学根据各计数点的刻度数值，计算出打点计时器打下各计数点时小车的瞬时速度，请你根据表1中x5和x7计算出v6的值，并填入表2中。符 号v1v2v3v4v5v6v7速度数值/(ms-1)0.340.470.590.720.840.98表2： 该同学在图丙中已标出v1、v2、v3、v4、v5和v7对应的坐标点，请你在图中标出v6对应的坐标点，并画出vt图线。 根据vt图线可计算出小车的加速度a=_m/s2。（保留两位有效数字） 为验证上述结果，该同学将打点计时器打下相邻计数点的时间间隔记为T，并做了以下的计算：；丙。求出其平均值。你认为a和a哪个更准确，请说明理由。_3.1.3 探

4、究弹力和弹簧伸长的关系21（3）（6分）在探究弹簧的弹力与伸长量之间的关系实验中，用如图所示的装置，将弹簧的一端固定，另一端与力传感器连接，比对刻度尺。一位同学的实验数据如表中所列。伸长量cm246810弹 力N1.502.934.555.987.50为了比较精确地找到弹力与伸长量的关系，简述你认为怎样处理测量数据： 。21（2）（12分）为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系，某实验小组的实验装置如图甲所示，水平光滑槽距地面高为h，光滑槽与桌子右边缘垂直，槽出口与桌边缘相齐，槽中放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触。将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，弹簧将小

5、球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。若测得某次实验小球的落点P到O点的距离为s，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、s和mg之间的关系式是 ； 该同学改变弹簧的压缩量进行多次实验，测量得到下表的数据：弹簧压缩量x/(cm)1.001.502.002.503.003.50小球飞行水平距离s/m2.013.004.014.986.016.99在坐标纸上做出xs的图像。并由图像得出：x与s的关系式是 。实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为 ；完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立

6、于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离（设为L）固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，在白纸上留下痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离设为y。由此步骤得到弹簧的压缩量应该为 ；若该同学在完成步骤的过程中，光滑水平槽与桌子右边缘不垂直，用问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。3.1.4 验证力的平行四边形定则21（18分） 图甲 图乙 甲 乙（1）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，实验装置示意图如图甲所示，其中AO为

7、橡皮绳，OB和OC为细绳，A为固定橡皮筋的图钉， O为橡皮筋与细绳的结点先用两个弹簧测力计将橡皮绳的一端拉至O点，测出两个拉力F1和F2；再用一个弹簧测力计将橡皮绳拉至O点，测出其拉力F图乙是某同学在白纸上根据实验结果作出的力的图示图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_采取下列哪些措施可以起到减小实验误差的作用_ A两个分力F1、F2间的夹角应大于90 B两个分力F1、F2的大小应尽量大些 C拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些 D弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行3.1.5 验证牛顿第二定律21（1）（9分）某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系

8、”实验。图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。图（b）为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。（结果保留二位有效数字）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持细砂和小桶质量不变，改变小车质量m，分别记录小车加速度a与其质量m的数据。在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象。乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速

9、度a与其质量倒数的图象。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注，但尚未完成图象（如下图所示）。你认为同学 （填“甲”、“乙”）的方案更合理。请继续帮助该同学作出坐标系中的图象。在“探究加速度a与合力F的关系”时，保持小车的质量不变，改变小桶中细砂的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图（c），该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因。答： 。（16朝阳2模）（2）在用图乙所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度a与合力F的关系。除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下

10、列器材中必须使用的有_（选填选项前的字母）。A220V、50Hz的交流电源 B电压可调的直流电源C刻度尺 D秒表 E天平（附砝码） 为了使细线对小车的拉力等于小车所 受的合外力，以下操作正确的是_。A调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行B在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上C在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上某同学得到了图丙所示的一条纸带，由此得到小车加速度的大小a =_m/s2（保留三位有效数字）。在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据做出的aF图像如图丁中的1、2、3所示。下

11、列分析正确的是_（选填选项前的字母）。A出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力B出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适C出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是_（选填“系统误差”或“偶然误差”）。设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是_。3.1.6 研究平抛运动21（1）（9分）用图6所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。对于实验的操作要求，下列说法正确的是（ ）A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端可以不水平D要使描出的轨迹更好地反映真实运

12、动，记录的点应适当多一些E为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图7所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为_ _，小球抛出后的水平速度为_。16(丰台二模) 21. （18分）（1）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球

13、质量为m2，半径为r2，为完成实验需满足 A. m1m2，r1r2 B. m1m2，r1m2，r1=r2 D. m1m2，r1=r2实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度，但是可以通过仅测量 （填选项前的符号），间接地解决这个问题.A. 小球开始释放高度h B. 小球抛出点距地面的高度HC. 小球做平抛运动的水平位移图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置然后把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球落点的平均位置用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，

14、即线段OM、OP、ON的长度入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，若满足关系式 则两球碰撞前后系统动量守恒.3.1.7 探究动能定理21（1）(10分)某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。实验中木板略微倾斜，这样做_；A是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B是为了增大小车下滑的加速度C可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做

15、的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为_ m/s。若根据多次测量数据画出的Wv草图如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系做出的猜想肯定不正确的是 。AW BW CWv2 DWv3如果Wv2的猜想是正确的，则画出的Wv2图象应是：_；在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是：_。(只要回答出一种原因即可)21A（1）A “探究动能定理”的实验装置如图6所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条完全相同的橡皮筋并在

16、一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该实验，下列说法正确的是 A打点计时器可以用直流电源供电，电压为46VB实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系。图7给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=

17、5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm= m/s。21B（1B）“探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该实验，下列说法正确的是 A某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，

18、可能是没有使木板倾斜或倾角太小。B当小车速度达到最大时，橡皮筋处于伸长状态，小车在两个铁钉的连线处C应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度D应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度。（2B）某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：Wv，Wv2，W。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）。在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。1 请你简要说明为什么不需要测出物体的

19、质量？让小球分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4，读出小球每次通过Q点的速度v1、v2、v3、v4、，并绘制了如图乙所示的L-v图象。若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应怎么做？21（18分）(2) 某实验小组采用如图所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”。实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。小车所受到的拉力F为0.20N，小车的质量为200g。实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动。这样做的目的是（ ）A为了平稳摩擦力B增大小车下滑的加速度C可使得细绳对小车做的功等于合外力对小

20、车做的功D可以用质量较小的砝码就可以拉动小车，以满足砝码质量远小于小车质量的要求同学甲选取一条比较理想的纸带做分析。小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O，在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。测量起始点O至各计数点的距离，计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功。其中计数点D的三项数据没有计算，请完成计算并把结果填入表格中。点迹OABCDEFGx/cm15.5021.6028.6136.7045.7555.7566.77v/(ms-1)0.6560.7550.9531.051

21、v 2/(m2s-2)0.4300.5700.9081.105W/J0.04320.05720.0915 0.1122 以W为纵坐标、以v 2为横坐标在方格纸中作出W-v 2图象。B 、C、E、F四点已经在图中描出，请在图中描出D点，并根据描点合理画出图象。根据图象分析得到的结论 。同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理。如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据已用字母表示在图中。小车质量为m，打点计时器的打点周期为T。利用这些数据可以验证动能定理。请你判断这种想法是否可行？如果不行，说明理由。如果可行，写出必要的分析与推理。21实验题（18分）利用电火花

22、计时器做如下实验。（2）（8分）乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。a按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；b把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D、；c测量出B、C、D、各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、；d用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、；（重力加速度g=9.80m/s2）e求出B、C、D、各点速度的大小，分别记为1、2、3

23、、，再求出它们的平方12、22、32、；f用纵坐标表示速度的平方2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出2W图象，并在图象中描出（Wi，i2）坐标点，再连成图线；（以下计算保留到小数点后两位） 在步骤d中，该同学测得x4=40.00cm，则配重重力所做的功W4= J； 该同学得到的2W图象如图4所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度0 = _m/s；小车的质量M= kg。3.1.8 验证机械能守恒定律21（1）（7分）在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示。其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为f=50 Hz。该同学用毫米刻度

24、尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位 cm）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是_（填A、B、C、D或E）点读数。该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用vc=计算与C点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量，这种做法_ _（填对或不对）。正确计算公式vc=_ 。（用题中字母表示）如O点到某计数点距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为_。21实验题（18分）利用电火花计时器做如下实验。（1）（10分）甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。下面是操作步骤：a按图1安装器材；b松开铁夹，使重

25、物带动纸带下落；c接通电火花计时器电源，使计时器开始工作；d进行数据处理；e根据需要，在纸带上测量数据。把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列 。电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图2为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D，电火花计时器打F点时，重锤下落的速度为 m/s。（保留到小数点后两位）如果已知重锤的质量为0.50 kg，当地的重力加速度为9.80m/s2。从打点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为 J，重锤动能的增加量为 J。（保留到小数点后两位）(15石景山一模)21.（2）某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证

26、机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，其频率为50Hz。已知重力加速度为g=9.8 m/s2。在实验所需的物理量中，需要直接测量的是 ，通过计算得到的是 。（填写代号）A重锤的质量 B重锤下落的高度C重锤底部距水平地面的高度 D与下落高度对应的重锤的瞬时速度在实验得到的纸带中，该同学选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的点迹清晰的纸带来验证机械能守恒定律。图中A、B、C、D、E、F为六个相邻的原始点。根据图乙中的数据，求得当打点计时器打下B点时重锤的速度vB=_m/s，计算出对应的=_ m2/s2，ghB=_m2/s2。若在实验误差允许的范围内，上述物理量之间的关系满足_，即可

27、验证机械能守恒定律。（计算结果保留三位有效数字）该同学继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落的距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出图象，下图中正确的是3.1.9 验证动量守恒定律21（2）（10分）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图8所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，

28、使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。对于上述实验操作，下列说法正确的是_A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端必须水平D实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动E小球1的质量应大于小球2的质量本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有 。AA、B两点间的高度差h1 BB点离地面的高度h2C小球1和小球2的质量m1、m2 D小球1和小球2的半径r当所测物理量满足表达式_（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表